㈠ frp（玻璃纖維增強塑料）的成分、性能是什麼是否易燃物品使用時有何特殊要求
FRPFRP製品 FRP--(Fiberglass-Rainforced Plastics )纖維增強復合塑料，根據採用的纖維不同分為玻璃纖維增強復合塑料（GFRP），碳纖維增強復合塑料（CFRP），硼纖維增強復合塑料等；
纖維增強復合材料是由增強纖維和基體組成。纖維（或晶須）的直徑很小，一般在10μm以下，缺陷較少又較小，斷裂應變約為千分之三十以內，是脆性材料，易損傷、斷裂和受到腐蝕。基體相對於纖維來說，強度、模量都要低很多，但可以經受住大的應變，往往具有粘彈性和彈塑性，是韌性材料。
根據纖維的長短，FRP可分為短纖維增強復合塑料和長纖維（或稱連續纖維）增強復合材料塑料。
根據纖維性能可以分為高性能纖維復合材料和工程復合材料。
一、FRP有如下特性。
(1)輕質高強
相對密度在1.5~2.0之間，只有碳鋼的1/4~1/5，可是拉伸強度卻接近，甚至超過碳素鋼，而比強度可以與高級合金鋼相比。因此，在航空、火箭、宇宙飛行器、高壓容器以及在其他需要減輕自重的製品應用中，都具有卓越成效。某些環氧FRP的拉伸、彎曲和壓縮強度均能達到400Mpa以上。部分材料的密度、強度和比強度見表1-1。
(2)耐腐蝕性能好
FRP是良好的耐腐材料，對大氣、水和一般濃度的酸、鹼、鹽以及多種油類和溶劑都有較好的抵抗能力。已應用到化工防腐的各個方面，正在取代碳鋼、不銹鋼、木材、有色金屬等。
(3)電性能好
是優良的絕緣材料，用來製造絕緣體。高頻下仍能保護良好介電性。微波透過性良好，已廣泛用於雷達天線罩。
(4)熱性能良好
FRP熱導率低，室溫下為1.25~1.67kJ/（m·h·K），只有金屬的1/100~1/1000，是優良的絕熱材料。在瞬時超高溫情況下，是理想的熱防護和耐燒蝕材料，能保護宇宙飛行器在2000℃以上承受高速氣流的沖刷。
(5)可設計性好
①可以根據需要，靈活地設計出各種結構產品，來滿足使用要求，可以使產品有很好的整體性。
②可以充分選擇材料來滿足產品的性能，如：可以設計出耐腐的，耐瞬時高溫的、產品某方向上有特別高強度的、介電性好的，等等。
(6)工藝性優良
①可以根據產品的形狀、技術要求、用途及數量來靈活地選擇成型工藝。
②工藝簡單，可以一次成型，經濟效果突出，尤其對形狀復雜、不易成型的數量少的產品，更突出它的工藝優越性。
二、不能要求一種FRP來滿足所有要求，FRP不是萬能的，FRP也有以下一些不足之處。
(1) 彈性模量低
FRP的彈性模量比木材大兩倍，但比鋼（E=2.1×106）小10倍，因此在產品結構中常感到剛性不足，容易變形。
可以做成薄殼結構、夾層結構，也可通過高模量纖維或者做加強筋等形式來彌補。
(2) 長期耐溫性差
一般FRP不能在高溫下長期使用，通用聚酯FRP在50℃以上強度就明顯下降，一般只在100℃以下使用；通用型環氧FRP在60℃以上，強度有明顯下降。但可以選擇耐高溫樹脂，使長期工作溫度在200~300℃是可能的。
(3) 老化現象
老化現象是塑料的共同缺陷，FRP也不例外，在紫外線、風紗雨雪、化學介質、機械應力等作用下容易導致性能下降。
(4) 層間剪切強度低
層間剪切強度是靠樹脂來承擔的，所以很低。可以通過選擇工藝、使用偶聯劑等方法來提高層間粘結力，最主要的是在產品設計時，盡量避免使層間受剪。
三、FRP有哪些生產方法？
答：基本上分兩大類，即濕法接觸型和干法加壓成型。如按工藝特點來分，有手糊成型、層壓成型、RTM法、擠拉法、模壓成型、纏繞成型等。手糊成型又包括手糊法、袋壓法、噴射法、濕糊低壓法和無模手糊法。
目前世界上使用最多的成型方法有以下四種。
①手糊法：主要使用國家有挪威、日本、英國、丹麥等。
②噴射法：主要使用國家有瑞典、美國、挪威等。
③模壓法：主要使用國家有德國等。
④RTM法：主要使用國家有歐美各國、日本。
我國有90%以上的FRP產品是手糊法生產的，其他有模壓法、纏繞法、層壓法等（見第十一章）。日本的手糊法仍佔50%。從世界各國來看，手糊法仍占相當比重，說明它仍有生命力。手糊法的特點是用濕態樹脂成型，設備簡單，費用少，一次能糊10m以上的整體產品。缺點是機械化程度低，生產周期長，質量不穩定。近年來，我國從國外引進了擠拉、噴塗、纏繞等工藝設備，隨著FRP工業的發展，新的工藝方法將會不斷出現。
frp學名玻璃纖維增強塑料。它是以玻璃纖維及其製品（玻璃布、帶、氈、紗等）作為增強材料，以合成樹脂作基體材料的一種復合材料。復合材料的概念是指一種材料不能滿足使用要求，需要由兩種或兩種以上的材料復合在一起，組成另一種能滿足人們要求的材料，即復合材料。例如，單一種玻璃纖維，雖然強度很高，但纖維間是鬆散的，只能承受拉力，不能承受彎曲、剪切和壓應力，還不易做成固定的幾何形狀，是松軟體。如果用合成樹脂把它們粘合在一起，可以做成各種具有固定形狀的堅硬製品，既能承受拉應力，又可承受彎曲、壓縮和剪切應力。這就組成了玻璃纖維增強的塑料基復合材料。由於其強度相當於鋼材，又含有玻璃組分，也具有玻璃那樣的色澤、形體、耐腐蝕、電絕緣、隔熱等性能，象玻璃那樣，歷史上形成了這個通俗易懂的名稱「玻璃鋼」，這個名詞是由原國家建築材料工業部部長賴際發同志於1958 年提出的，由建材系統擴至全國，現在還普遍地採用著。由此可見，玻璃鋼的含義就是指玻璃纖維作增強材料、合成樹脂作粘結劑的增強塑料，國外稱玻璃纖維增強塑料。隨著我國玻璃鋼事業的發展，作為塑料基的增強材料，已由玻璃纖維擴大到碳纖維、硼纖維、芳綸纖維、氧化鋁纖維和碳化硅纖維等，無疑地，這些新型纖維製成的增強塑料，是一些高性能的纖維增強復合材料，再用玻璃鋼這個俗稱就無法概括了。考慮到歷史的由來和發展，通常採用玻璃鋼復合材料，這樣一個名稱就較全面了。
㈡ 碳素鋼在冶煉和軋制過程中有什麼缺陷
碳素鋼在冶煉和軋制（鍛造）加工過程中，由於設備、工藝和操作等原因造成鋼的欠缺。主要包括結疤、裂紋、縮孔殘余、分層、白點、偏析、非金屬夾雜、疏鬆和帶狀組織等。
一、結疤
鋼材表面未與基體焊合的金屬或非金屬疤塊。有的部分與基體相連，呈舌狀；有的與基體不連接，呈鱗片狀。後者有時在加工時脫落，形成凹坑。煉鋼（澆鑄）造成的結疤，疤下一般有肉眼可見的非金屬夾雜。軋鋼造成的結疤一般稱「軋疤」，疤下一般僅有氧化鐵皮。
煉鋼（澆鑄）造成結疤的主要原因有：
(1）上鑄錠未採取防濺措施或下鑄錠開鑄過猛造成飛濺結疤。
(2）下鑄錠保護渣性能不佳或模子不清潔、不幹燥，造成鋼錠（連鑄坯）表面或皮下夾雜、氣泡和重皮。
(3）模壁嚴重缺陷或鑄溫過高造成凸疤和粘模，經軋制或鍛壓加工演變為結疤。
軋鋼方面造成結疤的原因有：
(1）成品前某道（架）軋輥或導衛裝置缺陷或操作不當造成軋件凸包、耳子、劃疤，經再軋形成結疤。
(2）鋼坯火焰清理清痕過陡或殘渣未除凈，外物落在鋼坯上被軋成結疤。
結疤缺陷直接影響鋼材外觀質量和力學性能。在成品鋼材上不允許結疤存在。對結疤部位可進行磨修，磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了減少和消除結疤，一是煉鋼、軋鋼要改進有關工藝和操作，二是對鋼坯表面缺陷部位進行重點清理或全面扒皮清理。
二、裂紋
按裂紋形狀和形成原因有多種名稱，如拉裂、橫裂、裂縫、裂紋、發紋、炸裂（響裂）、脆裂（矯裂）、軋裂和剪裂等。從煉鋼、軋鋼到鋼材深加工幾乎每道工序都有造成裂紋的因素。
(1）煉鋼方面
鋼中硫、磷含量高，鋼的強度、塑性低；鑄錠澆鑄（模鑄、連鑄）溫度過高，澆鑄速度過快，鑄流不正；鋼錠模、結晶器設計不合理；冷卻強度不足或冷卻不均，造成激冷層薄或局部應力過大；鋼錠模有嚴重缺陷或保溫帽安裝不良造成鋼錠凝固過程懸掛；保護渣性能不佳，模子潮和各種澆鑄操作不良都能造成鋼錠表面質量不佳，在鋼材上形成裂紋。
(2）軋鋼（鍛造）方面
鋼錠、鋼坯加熱溫度不均或過燒造成裂紋；高碳鋼加熱或冷卻過快，火焰清理或火焰切割鋼材溫度過低造成炸裂；鋼材矯直應力過大，矯直次數過多而又未進行適當熱處理時易產生矯裂；冷拔管、線鋼料熱處理不良或過酸洗造成裂紋；鋼件在藍脆區剪切易剪裂；焊接工藝不當造成焊縫或熱影響區裂紋。
裂紋直接影響鋼材的力學性能和耐腐蝕性能，成品鋼材不允許裂紋存在。對於裂紋可以進行磨修，磨修後鋼材尺寸應符合標准規定。為了防止或減少鋼材裂紋，一是要改進煉鋼、軋鋼和鋼材深加工及有關工序工藝操作；二是對鋼坯缺陷部位要進行重點清理，對重要用途鋼坯可以進行扒皮處理。
三、縮孔殘余
鋼水凝固過程中，由於體積收縮，在鋼錠或連鑄坯心部未能得到充分填充而形成的管狀或分散孔洞。在熱加工前，因為切頭量過小或縮孔較深，造成切除不盡，其殘留部分稱為縮孔殘余。
縮孔殘余分布在鋼錠上部中心處，並與鋼錠頂部貫通的叫一次縮孔。由於設計的鋼錠模細長或上小下大，在澆鑄凝固過程中，鋼錠截口以下錠中心仍有未凝固的鋼水，凝固後期不能充分填充，形成的孔洞叫二次縮孔。一次縮孔和二次縮孔有本質差別，前者只出現在鋼錠頭部，後者在鋼錠上、中、下部位都有可能出現。一次縮孔酸洗試片中心區域呈不規則的折皺裂縫或空洞。在其上或附近常伴有嚴重的夾渣、成分偏析和疏鬆。二次縮孔孔洞中或附近沒有夾渣，但有偏析生成碳物。一次縮孔殘余和空氣貫通的二次縮孔在軋制（鍛造）過程中不能焊合，與空氣隔絕的二次縮孔和連鑄坯縮孔在軋制時一般能夠焊合，不影響鋼材使用性能。
縮孔殘余嚴重地破壞鋼材的連續性，是鋼材不允許存在的缺陷，軋制（鍛造）時必然在鋼坯上產生裂紋。為了防止縮孔的產生，要求正確設計鋼錠模和保溫帽尺寸，並採用性能優良的保護渣、保溫劑（發熱劑）和絕熱板，把縮孔控制在鋼錠頭部，以保證在開坯時切掉。控制澆鑄速度不要太快，溫度不要過高可以防止縮孔產生。
四、分層
鋼材基體上出現的互不結合的兩層結構。分層一般都平行於壓力加工表面，在縱、橫向斷面低倍試片上均有黑線。分層嚴重時有裂縫發生，在裂縫中往往有氧化鐵、非金屬夾雜和嚴重的偏析物質。
鎮靜鋼鋼錠的縮孔和沸騰鋼錠的氣囊及尾孔經軋制（鍛造）不能焊合產生分層。鋼中大型夾雜和嚴重成分偏析也能產生分層。分層是鋼材中不允許存在的缺陷，嚴重影響鋼材的使用。
防止分層缺陷的措施有：
(1）煉鋼方面，要凈化鋼質，減少偏析、縮孔、氣囊和大型非金屬夾雜，防止連鑄坯產生中間裂紋。
(2）軋鋼方面，在鋼錠加熱時要嚴防內裂，初軋坯要切凈縮孔和尾孔。
五、白點
在鋼材縱、橫斷面酸浸試片上，出現的不同長度無規則的發紋。它在橫向低倍試片上呈放射狀、同心圓或不規則分布，多距鋼件中心或與表面有一定距離。型鋼在橫向或縱向斷口上，呈圓形或橢圓形白亮點。直徑一般為3～10mm。
板鋼在縱向、橫向斷口上白點特徵不明顯，而在z向斷口上呈現長條狀或橢圓狀白色斑點。採用斷口檢查白點時，最好把試樣先進行淬火和調質處理。
鋼坯上出現白點，經壓力加工後可變形或延伸，壓下率較大時也能焊合。
白點缺陷對鋼材力學性能（韌性和塑性）影響很大，當白點平面垂直方向受應力作用時，會導致鋼件突然斷裂。因此，鋼材不允許白點存在。
白點產生的原因，一般認為是鋼中氫含量偏高和組織應力共同作用的結果。奧氏體中溶解的氫，在冷卻相變過程中，其溶解度顯著降低，所析出的氫原子聚集在鋼材微孔中或晶間偏析區或夾雜物周圍，結合成氫分子，產生巨大局部壓力，當這種壓力與相變組織應力相結合超過鋼的強度時，則產生裂紋，形成白點。
白點多在高碳鋼，馬氏體鋼和貝氏體鋼中出現。奧氏體鋼和低碳鐵素體鋼一般不出現白點。
消除白點的措施主要是改進冶煉操作，採用真空處理，降低鋼水氫含量和採用鋼坯（鋼材）緩冷工藝。
六、偏析
鋼材成分的嚴重不均勻。這種現象不僅包括常見的元素（如碳、錳、硅、硫、磷）分布的不均勻性，還包括氣體和非金屬夾雜分布的不均勻性。
偏析產生的原因是鋼水在凝固過程中，由於選分結晶造成的。首先結晶出來的晶核純度較高，雜質遺留在後結晶的鋼水中。因此，結晶前沿的鋼水為碳、硫、磷等雜質富集。隨著溫度降低，雜質凝固在樹枝晶間，或形成不同程度的偏析帶。此外，隨著溫度降低，氣體在鋼水中溶解度下降，在結晶前沿析出並形成氣泡上浮，富集雜質的鋼水沿上山軌跡形成條狀偏析帶。由於偏析在鋼錠上出現部位不同和在低倍試片上表現出形式各異，偏析可分為方形偏析、「V」、「^」形偏析、點狀偏析、中心偏析和晶間偏析等。
另外，脫氧合金化工藝操作不當，可以造成嚴重的成分不均。保護渣捲入到鋼水中造成局部增碳。這些因素使鋼材產生偏析的程度往往超過由於選分結晶造成的偏析。
偏析影響鋼材的力學性能和耐蝕性能。嚴重偏析可能造成鋼材脆斷，冷加工時還會損壞機械，故超過允許級別的偏析是不允許存在的。
偏析程度往往與錠型、鋼種、冶煉操作和澆鑄條件有關。合金元素、雜質和氣體的偏析，隨澆鑄溫度升高和澆鑄速度加快，偏析程度愈嚴重。連鑄鋼採用電磁攪拌可以減輕偏析程度。另外，增加鋼水潔凈度是減輕偏析的重要措施。
七、非金屬夾雜
鋼中含有與基體金屬成分不同的非金屬物質。它破壞了金屬基體的連續性和各向同性性能。
按非金屬夾雜的來源可分為內生夾雜、外來夾雜及兩者混合物。
（1）內生夾雜是由脫氧和結晶時進行的各種物理化學反應形成的，主要是鋼中氧、硫、氮同其他成分間的反應產物，如Al2O3等。內生夾雜的特點是顆粒小，在鋼內分布均勻，它與脫氧方法和化學成分有密切關系。
(2)外來夾雜是指鋼中混入耐火材料、爐渣、鋼包渣和模內保護渣等外來物質。外來夾雜的特點是尺寸大，成分結構復雜，分布不規則，具有很大的偶然性。空氣對鋼水的二次氧化會形成外來夾雜。在煉鋼過程中，外來夾雜與內生夾雜往往會形成兩者的混合物，具有兩者的共同特點，使檢驗者難以分辨其來源。非金屬夾雜按顆粒大小可分為亞顯微、顯微和大顆粒夾雜三種，其顆粒尺寸分別為<1μm、1～100μm和>100μm。大顆粒夾雜往往出現在鋼錠沉澱晶區和皮下位置。連鑄鋼上弧區有時也發現大顆粒夾雜。
按非金屬夾雜本身性質，可以分為塑性夾雜和脆性夾雜兩種。
(1）塑性夾雜在熱加工過程中，隨金屬一起發生變形，如MnS；而脆性夾雜，隨熱加工金屬的變彤發生破碎，如Al2O3。當非金屬夾雜熔點特別高時，在鋼中一生成就以固態形式存在，這類非金屬夾雜物在熱加工時既不變形，也不破碎，保持其原來形狀，如TiN。對於熔點很低的夾雜，從最後結晶母液中排除，此時多沿初生奧氏體晶界呈網狀薄膜析出，如FeS。
鋼中非金屬夾雜對鋼材的強度、伸長率、韌性和疲勞強度有不同程度的影響。按使用要求，根據中國國家非金屬夾雜標准評定鋼材夾雜級別。鋼材中不允許存在嚴重危害鋼材性能的大顆粒夾雜。
保證出鋼和澆鑄系統清潔，採用吹氬、渣洗、噴粉、真空處理等爐外精煉措施及保護澆鑄措施，可以減少鋼中非金屬夾雜。
八、疏鬆
鋼材截面熱酸蝕試片上組織不緻密的現象。在鋼材橫斷面熱酸蝕試片上，存在許多孔隙和小黑點子，呈現組織不緻密現象，當這些孔隙和小黑點子分布在整個試片上時叫一股疏鬆，集中分布在中心的叫做中心疏鬆。在縱向熱酸蝕試片上，疏鬆表現為不同長度的條紋，但仔細觀察或用8～10倍放大鏡觀察，條紋沒有深度。用掃描電子顯微鏡觀察孔隙或條紋，可以發現樹枝晶末梢有金屬結晶的自由表面特徵。
疏鬆的成因與鋼水冷凝收縮和選分結晶有關。鋼水在結晶時，先結晶的樹枝晶晶軸比較純凈，而枝晶問富集偏析元素、氣體、非金屬夾雜和少量未凝固的鋼水，最後凝固時，不能夠全部充滿枝晶間，因而形成一些細小微孔。
鋼材在熱加工過程中，疏鬆可大大改善，但當鋼錠疏鬆嚴重時，壓縮比不足或孔型設計不當時，熱加工後疏鬆還會存在。嚴重的疏鬆視為鋼材缺陷，當疏鬆嚴重時，鋼材的力學性能會受到一定影響。但根據鋼材使用要求，可以按標准圖片評定鋼材疏鬆級別。
採用提高鋼水純凈度、加快冷卻速度、連鑄用電磁攪拌和減少枝晶等措施，可以減少疏鬆。
九、帶狀組織
熱加工後的低碳結構鋼，其顯微組織鐵素體和珠光體沿軋向平行排列，呈帶狀分布，形成鋼材帶狀組織。
帶狀組織形成的機制一般有3種：
(1）通常，在低碳鋼中，當樹枝晶間富集磷、硫等雜質，鋼材經熱加工後，非金屬夾雜被拉長。如硫化物，而奧氏體在冷卻過程中先共析鐵素體沿硫化物夾雜形核和長大，形成鐵素體條帶。同時，鐵素體形成時向鐵素體條帶兩側排碳，也形成了珠光體條帶。
(2）當低碳鋼中含錳較高時，先凝固的樹枝晶晶干成分較純，形成鐵素體條帶。而枝晶間含錳、碳、硫、磷等雜質，而且鐵素體條帶也向枝晶間排碳，形成珠光體條帶。
(3）當熱加工終軋溫度較低時，在雙相區軋制也能形成帶狀組織。
帶狀組織實質上是鋼材組織不均勻的一種表現，影響鋼材性能，產生備向異性。帶狀組織降低鋼材塑性、沖擊韌性和斷面收縮率，特別是對橫向力學性能影響較大。
根據鋼材的使用要求，可以按中國國家帶狀組織評級標准圖片來評定鋼材帶狀組織的級別。
降低鋼中夾雜和樹枝晶成分偏析是減輕鋼中帶狀組織的主要措施。
注意事項：
碳素鋼淬火時通常採用水冷，但對小尺寸的中碳鋼，尤其是直徑為8—12mm的45號鋼淬火時容易產生裂紋，這是一個較為復雜的問題。採取的措施是淬火時試樣在水中快速攪動，或者採用油冷，可避免出現裂紋。包裝，裸裝，國產鋼按鋼號在端部進行塗色，詳見GB/T699-88標准規定。
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